技术简介
激光多普勒测风雷达是利用大气中随风飘移的气溶胶对激光散射的多普勒频移效应,来测量大气风场结构分布的一种现代光电技术。其主要特点是采用光学方法,对测量空域的大气风场进行非接触式实时三维测量,具有响应快、精度高、空间分辨率高、体积小、结构紧凑等特点,在风力发电站、短期气象监测及预报、大气环境监测等方面具有广泛的应用前景,是一种新型、高效的气象条件测量系统。
激光多普勒测风雷达采用相干探测原理,利用人眼安全的1550nm激光作为照射光源,通过接收激光束对大气中随风飘移气溶胶的散射回波信号并与雷达本振光进行相干混频,并通过中频信号的数字鉴频技术来获得汽溶胶相对激光束的多普勒频移,结合雷达的光机扫描,最终实现对大气风场信息的测量。
该技术包括系统总体技术、激光发射技术、高效灵敏接收技术、大气风场实时信息处理及风场反演技术等。上述关键技术已经得到突破,系统中的主要核心部件均已实现国产化。
该技术可用于风力发电站行业,代替传统的测风塔,实现对风机选址地点的常年观测,同时,还可以安装于风机机舱顶部,实现对风机前方大气风场的实时监测,为风机运行工作提供修正参数,以提高产量。
同时,改进型的二维扫描激光测风雷达,可以实现对大气风场的全覆盖监测,获得大气风廓线及大气风场的PPI、RHI及CAPPI等扫描产品,以及飞机起降通道的大气风切变、迎头风、跑道横风等产品,以保障飞机起降安全。
技术指标
工作波长:1550nm;
测量高度(距离)范围:10~200m/50~3000m;
风速范围:0~50m/s;
风向范围:0~360度;
风速精度:0.3m/s;
风向精度:5度。
技术特点
采用全光纤相干光路,环境适应能力强;主要部件采用全国产化器件,工作可靠。
技术水平
国际先进
应用领域和范围
风力发电、民用航空气象保障等
专利状态
已取得专利1项
技术状态
试生产、应用开发阶段
合作方式
合作开发
投入需求
1000万元
转化周期
1~2年
预期效益
近年来对风力发电行业方兴未艾,国家大力投入,各地区建立了诸多风力发电厂。该激光雷达投产后,可直接用于风力发电站的前期选址,代替传统的测风塔建设;另外,该雷达还可安装于风机机舱顶部,实现对前视大气风场的监测,提高风机的产能。目前国内的风力发电站逐步也采用激光测风雷达来实现对发电站的选址及机舱前风力监测,但所需的激光测风雷达均为进口,每年进口量超过百台。若实现进口,预计年产量可达100台,实现产值上亿元。
另外,对于机场用激光测风雷达,由于国家将逐步开放低空空域,中小型机场将得到大力发展,但中小型飞机在起降时遭遇到的风切变,将成为飞机杀手。采用激光测风雷达技术,可以有效实现对大气风切变的探测预警,保障飞机安全。投产后,预计年产量可达50台,实现产值上亿元。